（１５−２−６）　金属酸化物ウィスカ（ナノワイヤ）

　　圧縮応力が誘起する金属、金属酸化物ウィスカ（ナノ・ワイヤ）

＊笹川らは応力誘起ウィスカをストレス・マイグレーションとして扱っている。


ナノワイヤー
　　ナノワイヤの自発成長
　　　自発成長・・・異方性成長が必要
　　　　蒸発凝縮evaporation condensation（ＶＳ法）
　　　　　一般的には単結晶。
　　　　　結晶の異なるファセットfacetは異なる成長速度を有する。

　　　　溶解凝縮dissolution condensation
　　　　　成長種はまず溶媒、溶液に溶解、つぎに拡散し表面に堆積。
　　　　気体液体固体成長ＶＬＳ
　　　　　触媒が基体と反応し液滴形成、蒸発した成長成分が液滴に溶解、液体と基体界面に析出。


　　　　応力誘起再結晶


Ｃｈｏｏｐｕｎ
　熱酸化反応による金属酸化物ナノワイヤ

Materials	Temperature (°C)	Oxidation Time	Morphology	Diameter (nm)	Growth direction	>Ref.
CuO	400-700	2-4 h	nanowire	30-100		(Jiang et al., 2002)
CuO	300-500	0.5-24 h	nanowire	500	-	(Chen et al., 2008)
CuO	600	6 h	nanowire	100-400		(Raksa et al., 2008)
CuO	400	2 h	nanowire	60		(Nguyen et al., 2009)
CuO	400	4 h	nanowire	40-100	-	(Zeng et al., 2009)
CuO	400-800	4 h	nanowire	50-100		(Manmeet et al., 2006)
CuO	500	1.5 h	nanowire	100		(Hansen et al., 2008)
ZnO	300	5 min	Nanowire and nanoflake	100-150	-	(Hsueh & Hsu, 2008)
ZnO	600	24 h	nanowire	100-500	-	(Wongrat et al., 2009)
ZnO	300-600	1 h	nanoneedle	20-80		(Yu & Pan, 2009)
ZnO	500	1 h	nanoplate	200-600		(Kim et al., 2004)
ZnO	200-500	30 min	nanowire	30-350		(Schroeder et al., 2009)
ZnO	300-600	1 h	nanowire	12-52		(Fan et al., 2004)
ZnO	400	30 min	nanowire	20-150		(Ren et al., 2007)
ZnO	600	1.5 h	nanowire	30-60		(Sekar et al., 2005)
ZnO	400-600	1 h	nanowire and nanorod	20		(Liang et al., 2008)

　ナノワイヤ成長機構としてＶ−Ｓ成長機構、Ｖ−Ｌ−Ｓ成長機構、Ｆｒａｎｋ転位成長機構などが提案された。
　しかし金属酸化物ナノワイヤの成長機構はこれと異なる。




　核生成は表面エネルギーの最小化







金属と酸化物のナノワイヤー形成　Ｃｈｅｎ　
　　金属の熱処理過程での金属酸化物ナノ・ウィスカ成長が１９５０年代から観察される。
　　ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３が最も典型的。金属ではＡｌ、Ａｇ、Ｂｉだけが報告。

　　酸化物層形成による圧縮応力


　　Ａｌ、Ａｇ、Ｂｉ
　　　基体との熱膨張率差による圧縮応力



Ｙｕａｎ　酸化物ナノワイヤー
　　酸素雰囲気での金属の熱酸化による酸化物ナノワイヤー（ウィスカ形成）。
　　層状酸化物形成界面反応による体積変化で生じた圧縮応力で酸化物ウィスカー成長？






　　α−Ｆｅ２Ｏ３



Ｓｈｉｍ　Ｂｉ


Ｂｉ２Ｔｅ３


Ｓｎ

　　孤立島状構造や粒界のボイドがある場合は成長しない。


Ｃｕ２Ｏ

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